Dasar Kimiawi Kehidupan

senyawa kimia dalam jasad kehidupan

Biokimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai berbagai molekul di dalam sel hidup dan organisme hidup, termasuk juga reaksi kimia yang terjadi. Secara lebih formal, Murray dkk. (2003) mendefinisikan biokimia sebagai “ilmu pengetahuan yang mempelajari dasar kimia kehidupan”. Dalam hal ini bios berarti kehidupan menurut Bahasa Yunani.

Mengingat sel merupakan unit struktural kehidupan, maka biokimia memiliki definisi fungsional yaitu ilmu pengetahuan yang mempelajari unsur-unsur kimia pembentuk sel hidup dan dengan reaksi serta proses yang dijalaninya. Oleh karena itu cakupan biokimia sangat luas meliputi biologi sel, biologi molekuler serta genetika molekuler.

Unsur-unsur penyusun tubuh

Unsur-unsur utama penyusun tubuh adalah karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan nitrogen (N). Selain itu masih terdapat beberapa unsur lain yaitu: kalsium (Ca), fosfor (P), kalium (K), sulfur (S), natrium (Na), klor (Cl), magnesium (Mg), besi (Fe), mangan (Mn) dan iodium (I). Rincian dari unsur-unsur tersebut tercantum pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perkiraan Komposisi Dasar Tubuh Manusia (Berdasarkan Berat Kering)

No	Unsur	Persentase	No	Unsur	Persentase
1 2 3 4 5 6 7	Karbon Oksigen Hidrogen Nitrogen Kalsium Fosfor Kalium	50 20 10   8,5   4   2,5   1	8 9 10 11 12 13 14	Sulfur Natrium Klor Magnesium Besi Mangan Iodium	0,8 0,4 0,4 0,1 0,01 0,001 0,00005

Biomolekul-biomolekul kompleks utama penyusun tubuh

Unsur-unsur penyusun tubuh sebagaimana disebutkan di atas banyak yang membentuk molekul-molekul besar yang kompleks di dalam tubuh. Di antara biomolekul-biomolekul kompleks tersebut yang merupakan biomolekul kompleks utama adalah DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid. Biomolekul kompleks tersusun atas molekul-molekul sederhana, seperti terinci pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Biomolekul-Biomolekul Utama di dalam Tubuh Manusia

No	Biomolekul	Molekul Pembangun	Fungsi Utama
1 2 3 4 5	DNA RNA Protein Polisakarida berupa glikogen Lipid	Deoksiribonukleotida Ribonukleotida Asam amino Glukosa Asam lemak	Materi genetik Sintesis protein Sangat banyak, umumnya menjadi bagian dari sel yang melangsungkan kerja (enzim, unsur kontraktilitas dll.) Simpanan energi jangka pendek Sangat banyak, misalnya simpanan energi jangka panjang, komponen membran sel dll.

Komponen utama penyusun tubuh

Anda telah memahami mengenai unsur-unsur serta molekul-molekul kompleks utama penyusun tubuh. Selanjutnya komponen-komponen utama penyusun tubuh terdiri atas air, protein, lemak, mineral serta karbohidrat. Rincian komponen tersebut tertera pada Tabel 1.3.

Tabel 1.3 Komposisi Kimiawi Normal (Pria dengan Berat Badan 65 kg)

No	Komponen	Berat (kg)	Persentase
1 2 3 4 5	Air Protein Lemak Mineral Karbohidrat	40 11   9   4   1	61,6 17,0 13,8   6,1   1,5

Ikatan kimia

Molekul di dalam tubuh baik yang sederhana sampai dengan yang kompleks dapat terbentuk karena adanya ikatan kimia. Ikatan kimia digolongkan menjadi 2 yaitu ikatan kovalen dan ikatan non kovalen. Selanjutnya ikatan non kovalen terdiri atas ikatan ionik, ikatan hidrogen dan ikatan Van Der Waals.

1.      Ikatan kovalen

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk oleh valensi dari masing-masing atom. Anda dapat mempelajari lagi tentang valensi dengan membaca buku-buku kimia umum, atau pelajaran kimia di SMA. Contoh dari ikatan kovalen adalah CO₂. Dalam hal ini valensi C adalah 4 dan valensi O adalah 2.

                                  

Gambar 1.1

Ikatan kovalen antara sebuah atom C yang bervalensi 4 dan dua buah atom O yang masing-masing bervalensi 2 membentuk karbondioksida (CO₂)

Tugas:

Carilah valensi dari masing-masing unsur yang terdapat pada Tabel 1.1. dilengkapi dengan mencantum sumber kepustakaan yang digunakan. Kumpulkan kepada Dosen secara langsung atau lebih baik melalui e-mail!

2.      Ikatan ionik

Ikatan ionik adalah ikatan antara dua gugus dengan muatan berlawanan. Contohnya adalah ikatan antara substrat dan enzim. Jarak optimal ikatan ini adalah 28 Angstrom.

Gugus bermuatan negatif pada substrat                   Gugus bermuatan positif pada enzim

Gambar 1.2

Ikatan ionik antara gugus karboksil bermuatan negatif pada substrat dan gugus amina bermuatan positif pada enzim

3.      Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah pengikatan satu atom hidrogen oleh dua atom lain yang berbeda. Ikatan ini dapat dibentuk di antara molekul-molekul tidak bermuatan maupun molekul-molekul bermuatan. Atom yang mengikat hidrogen lebih kuat disebut donor hidrogen sedang lainnya dinamakan akseptor hidrogen.

Gambar 1.3

Ikatan hidrogen antara gugus amida (-NH) dan karbonil (-CO) pada asam-asam amino penyusun protein.

4.      Ikatan Van Der Waals

Iakatan Van Der Waals adalah daya tarik non spesifik, yang berperan pada saat dua atom berjarak 3-4 Angstrom.